低温漂系数共源共栅CMOS带隙基准电压源.pdf
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第
４６
卷 第
４
期
２０１６
年
８
月
微 电 子 学
Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏｌ．４６
，
Ｎｏ．４
Ａｕ
ｇ
．２０１６
收稿日期
：
２０１５
－
０７
－
０２
；
定稿日期
：
２０１５
－
０９
－
０１
基金项目
：
国家自然科学基金资助项目
（
６１４７１３１０
）
作者简介
：
邓玉斌
（
１９８９－
），
男
（
汉族
），
湖南衡阳人
，
硕士研究生
，
研究方向为大功率
ＬＥＤ
驱动电路研究与设计
。
曾以成
（
１９６２－
），
男
（
汉族
），
湖南涟源人
，
博士
，
教授
，
研究方向为信号处理
、
ＬＥＤ
驱动电路研究与设计
。
低温漂系数共源共栅
ＣＭＯＳ
带隙基准电压源
邓玉斌
，
曾以成
，
陈星燕
，
张东亮
（
湘潭大学 微电子科学与工程系
，
湖南 湘潭
４１１１０５
）
摘
要
：
设计了一种低温漂系数的共源共栅
ＣＭＯＳ
带隙基准源
，
采用自偏置共源共栅结构
，
提高
了电路的电源抑制比
，
降低了电路的工作电源电压
。
采用不同温度下从输出支路抽取不同值电流
的电路结构
，
在低温段抽取一个正温度系数电流
，
在高温段再注入一个较小值的正温度系数电流
，
达到降低温漂系数的目的
。
在
０．５
μ
ｍ
ＣＭＯＳ
工艺下
，
Ｃａｄｅｎｃｅ
Ｓ
ｐ
ｅｃｔｒｅ
电路仿真的结果表明
，
温度
特性得到了较大改善
，
在
－３５℃
～
１２５℃
温度范围内
，
带隙基准源的温漂系数为
１．５ ×１０
－６
／
℃
，
电
源抑制比为
６５ｄＢ
。
关键词
：
带隙基准电压源
；
共源共栅
；
低温漂系数
；
电流抽取
中图分类号
：
ＴＮ４３２
文献标识码
：
Ａ
文章编号
：
１００４
－
３３６５
（
２０１６
）
０４
－
０４８８
－
０５
Ａ
Ｌｏｗ
Ｔｅｍ
ｐ
ｅｒａｔｕｒｅ
Ｄｒｉｆｔ
Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
Ｃａｓｃｏｄｅ
ＣＭＯＳ
Ｂａｎｄ
ｇ
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Ｖｏｌｔａ
ｇ
ｅ
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
ＤＥＮＧ
Ｙｕｂｉｎ
，
ＺＥＮＧ
Ｙｉｃｈｅｎ
ｇ
，
ＣＨＥＮ
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ｇｙ
ａｎ
，
ＺＨＡＮＧ
Ｄｏｎ
ｇ
ｌｉａｎ
ｇ
（
Ｄｅ
ｐ
ａｒｔｍｅｎｔ
ｏ
ｆ
Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ
Ｅｎ
ｇ
ｉｎｅｅｒｉｎ
ｇ
，
Ｘｉａｎ
ｇ
ｔａｎ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ
，
Ｘｉａｎ
ｇ
ｔａｎ
，
Ｈｕｎａｎ
４１１１０５
，
Ｐ
．
Ｒ
．
Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ａ
ｌｏｗ
ｔｅｍ
ｐ
ｅｒａｔｕｒｅ
ｄｒｉｆｔ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ＣＭＯＳ
ｂａｎｄ
ｇ
ａ
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ｇ
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ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
ｓｏｕｒｃｅ
ｗａｓ
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ｇ
ｎｅｄ．Ａ
ｓｅｌｆ
－
ｂｉａｓｅｄ
ｃａｓｃｏｄｅ
ｃｉｒｃｕｉｔ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
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ｕｓｅｄ
ｔｏ
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ｃｉｒｃｕｉｔ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
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ｗｏｕｌｄ
ｅｘｔｒａｃｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｖａｌｕｅｓ
ｏｆ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｆｒｏｍ
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ｕｔ
ｂｒａｎｃｈ
ａｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｔｅｍ
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ｗａｓ
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ｄｒｉｆｔ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｉｎ
ｔｈｉｓ
ｗａ
ｙ
，
ｗｈｅｎ
ｔｈｅ
ｃｉｒｃｕｉｔ
ｗａｓ
ｉｎ
ｔｈｅ
ｐ
ｅｒｉｏｄ
ｏｆ
ｌｏｗ
ｔｅｍ
ｐ
ｅｒａｔｕｒｅ
，
ａ
ｐ
ｏｓｉｔｉｖｅ
ｔｅｍ
ｐ
ｅｒａｔｕｒｅ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｃｏｕｌｄ
ｂｅ
ｅｘｔｒａｃｔｅｄ
ｆｒｏｍ
ｉｔｓ
ｏｕｔ
ｐ
ｕｔ
ｂｒａｎｃｈ
，
ａｎｄ
ｗｈｉｌｅ
ｔｈｅ
ｃｉｒｃｕｉｔ
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ｅｒｉｏｄ
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，
ａ
ｓｍａｌｌｅｒ
ｖａｌｕｅ
ｏｆ
ｐ
ｏｓｉｔｉｖｅ
ｔｅｍ
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ｅｒａｔｕｒｅ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｃｕｒｒｅｎｔ
ｃｏｕｌｄ
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ｅｃｔｅｄ
ｉｎｔｏ
ｉｔｓ
ｏｕｔ
ｐ
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ｂｒａｎｃｈ ．Ｂａｓｅｄ
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０．５
μ
ｍ
ＣＭＯＳ
ｐ
ｒｏｃｅｓｓ
，
ｔｈｅ
ｃｉｒｃｕｉｔ
ｗａｓ
ｓｉｍｕｌａｔｅｄ
ｗｉｔｈ
Ｓ
ｐ
ｅｃｔｒｅ
ｏｆ
Ｃａｄｅｎｃｅ．
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗｅｄ
ｔｈａｔ
ｉｔｓ
ｔｅｍ
ｐ
ｅｒａｔｕｒｅ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｗａｓ
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ｒｏｖｅｄ
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ｒｅａｔｌ
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，
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ｐ
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ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
ｗａｓ
１．５ ×１０
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ｔｅｍ
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ｅｒａｔｕｒｅ
ｒａｎ
ｇ
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ｆｒｏｍ －３５ ℃ｔｏ
１２５ ℃
，
ａｎｄ
ｔｈｅ
ＰＳＲＲ
ｗａｓ
６５ｄＢ．
Ｋｅ
ｙ
ｗｏｒｄｓ
：
Ｂａｎｄ
ｇ
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ｖｏｌｔａ
ｇ
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ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ
；
Ｃａｓｃｏｄｅ
；
Ｌｏｗ
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ｐ
ｅｒａｔｕｒｅ
ｄｒｉｆｔ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
；
Ｃｕｒｒｅｎｔ
ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ
１
引
言
带隙基准电压源作为基本参考源
，
为功能模块
提供高精度的电压基准或者高精度的电流基准
，
广
泛应用于
Ａ
／
Ｄ
和
Ｄ
／
Ａ
转换器
、
开关电源等电路中
，
其电压稳定性
、
温度特性
、
抗噪声能力等直接影响功
能模块甚至系统的精度和性能
。
常用带隙基准电压
源电路一般采用含有运算放大器的电路结构
。
这种
结构使基准电压源有较高的电源抑制比和较低的温
DOI:10.13911/j.cnki.1004-3365.2016.04.014
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